吸氣式高超聲速飛行器內(nèi)外流中激波和邊界層之間的相互作用突出,由于空間的約束和上下游流動的耦合作用,形成多種復雜、嚴酷的脈動壓力環(huán)境,與簡單外流相比更具挑戰(zhàn)性。為適應長時間巡航,合理的飛行器結(jié)構(gòu)設計要求充分認識內(nèi)外流中各類激波/邊界層干擾以及激波串結(jié)構(gòu)等帶來的脈動壓力特征,明晰其中的非定常流動機理,并發(fā)展脈動壓力載荷的快速預測方法作為新型飛行器研制的重要支撐。為此,本文首先總結(jié)分析了典型激波/湍流邊界層干擾中的脈動壓力來源和脈動壓力載荷特征,建立了有一定代表性的脈動載荷工程預測方法;然后,在激波風洞實驗平臺上,考察了進氣道/隔離段中幾種復雜干擾流場的脈動壓力特性,討論了干擾強度、幾何構(gòu)型以及上下游條件對流動特性的影響,分析了對脈動壓力產(chǎn)生顯著影響的振蕩機制。工程預測方法以其快速、高效的優(yōu)點成為脈動壓力環(huán)境預測的重要手段。以典型二維和三維激波/湍流邊界層干擾分離流為對象,總結(jié)分析了干擾流中由邊界層湍流、分離流、激波振蕩等引起的脈動壓力環(huán)境。在此基礎上,以時均流場為輸入?yún)?shù),進行流動區(qū)域劃分,對各區(qū)域分別預測和組合集成,形成了干擾區(qū)內(nèi)脈動壓力分布的工程預測方法。這一方法較好地預測了壓縮拐角、... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景和研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 內(nèi)外流脈動壓力環(huán)境
        1.2.2 典型激波/湍流邊界層干擾
        1.2.3 唇口激波/肩部干擾
        1.2.4 激波串振蕩
        1.2.5 脈動壓力載荷預測方法
    1.3 本文工作
第2章 實驗及數(shù)值方法
    2.1 實驗方法
        2.1.1 KDJB330激波風洞
        2.1.2 數(shù)據(jù)處理
        2.1.3 圖像處理
    2.2 數(shù)值模擬方法
        2.2.1 驗證算例
    2.3 本章小結(jié)
第3章 激波/邊界層干擾脈動壓力工程預測
    3.1 典型二維斜激波/邊界層干擾脈動壓力預測
        3.1.1 分區(qū)預測策略
        3.1.2 邊界層、分離流湍流脈動壓力預測
        3.1.3 低頻激波振蕩脈動壓力預測
        3.1.4 預測流程
        3.1.5 預測結(jié)果分析
    3.2 典型三維激波/湍流邊界層脈動壓力預測
        3.2.1 時均結(jié)構(gòu)和脈動特性
        3.2.2 三維干擾工程預測驗證
    3.3 內(nèi)流激波/湍流邊界層脈動壓力預測
    3.4 本章小結(jié)
第4章 通流狀態(tài)下進氣道脈動壓力環(huán)境
    4.1 高超聲速壓縮拐角脈動特性
        4.1.1 實驗模型
        4.1.2 時均和脈動壓力特性
        4.1.3 工程預測與實驗對比
    4.2 二元進氣道唇口激波/肩部干擾脈動特性
        4.2.1 實驗模型
        4.2.2 肩部倒圓影響
        4.2.3 唇口入射位置影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 反壓作用下進氣道隔離段激波串振蕩特性
    5.1 激波串受迫振蕩脈動壓力工程預測
    5.2 反壓作用下帶抽吸進氣道隔離段激波串實驗研究
        5.2.1 實驗模型
        5.2.2 無反壓流場和背景波系
        5.2.3 低反壓大幅度振蕩
        5.2.4 高反壓小幅度振蕩
        5.2.5 不起動喘振
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
附錄A 工程預測程序界面
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]國外高超聲速巡航導彈的發(fā)展情況綜述[J]. 葉喜發(fā),張歐亞,李新其,代海峰.  飛航導彈. 2019(02)
[2]美俄高超聲速飛行器發(fā)展近況[J]. 范月華,高振勛,蔣崇文.  飛航導彈. 2018(11)
[3]高超聲速進氣道/隔離段內(nèi)流特性研究進展[J]. 黃河峽,譚慧俊,莊逸,盛發(fā)家,孫姝.  推進技術. 2018(10)
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[5]高超聲速飛行器關鍵技術發(fā)展分析[J]. 趙鵬飛,董長虹.  飛航導彈. 2017(10)
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[7]帶凹腔鈍頭體第IV類激波干擾特性研究[J]. 肖豐收,李祝飛,朱雨建,楊基明.  推進技術. 2016(01)
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博士論文
[1]具有激波、分離和湍流的可壓縮復雜流動數(shù)值研究[D]. 王德鑫.中國科學技術大學 2018
[2]高超聲速進氣道起動特性機理研究[D]. 李祝飛.中國科學技術大學 2013

碩士論文
[1]斜激波串非定常流動特性研究[D]. 倪詩旸.南京航空航天大學 2016
[2]再入體表面脈動壓力環(huán)境的分析與預測[D]. 張志成.國防科學技術大學 2002



本文編號：3638993